物理模型及实现方法

本系统的物理模型是运用变压器设计结构、制造工艺，运行、检修、试验诸多学科领域知识，及对我国多年来变压器事故统计分析及预防对策分析研究的基础上，参照国家标准及有关规程的规定，对故障机理、发生原因、发展规律、故障先兆、故障后果、处理方法及预防对策进行了深入的分析研究，同时考虑了多因素、多类型故障耦合，故障间的主从联系及可能并发的基础上制定的。对变压器故障进行综合诊断的模型在实现的过程中针对变压器故障的特点和诊断过程中的难点，采取了有效措施，使物理模型得以全部实现。实现综合诊断的方法有以下方面：

（1）分析多种故障先兆。多年生产实践经验表明，变压器故障具有渐进性的特点。表面上看来，变压器的事故往往是突发的，但实际上，在一个突发事故的背后早有故障存在，甚至有一个比较长的发展过程。因此，变压器故障的早期诊断必须依据包括在线实时、在线非实时和离线的多种数据源进行综合诊断。在本系统的推理机制中，除有在线实时和在线非实时先兆作为原发性先兆的推理过程之外，同时还考虑了由离线先兆作为原发性先兆（而这些先兆往往都是故障的早早期先兆）的诊断方法。

（2）采用多入口、多维网状结构推理方法。变压器的故障与先兆之间不是一一对应的简单关系，一个先兆或先兆组合，可能预示着多个故障存在的可能，一个故障的存在又可能出现多个先兆或先兆组合。在实际生产中，变压器故障的发生和发展过程又具有很大的随机性，即同一个故障，首先出现的原发性先兆可能不同，在故障发展（或诊断）过程中过程性先兆出现的次序也各不相同。这些都给专家系统的推理、诊断带来很大的困难，而且很容易造成漏判和错判。针对这一问题，本系统采用多入口、多维网状结构的推理方法和自适应解网技术，使系统具有与人类专家面对复杂情况时解决问题的相同思维能力。

（3）采用在线和离线两种方式相互继承、相互启发的诊断方法。变压器在运行中有时可能出现一个早期故障先兆。例如，通过油色谱分析气体组分超过注意值但并不严重时（如在不存在乙炔，且可燃性气体增长速率较低时的情况），可在采取一定的保证安全运行、防止故障继续发展的技术措施的前提下，继续运行，等待合适的停电机会再进行处理。据此，本系统采用了在线和离线两种诊断方式相互继承、相互启发的方法实现对故障的综合诊断。对运行中发现的早期故障可先监视运行，停电后，转入离线状态进行试验、检查确诊、处理故障。同样的，如果在离线状态下发现了早期故障，也可先投入运行（转入在线状态）监视运行，结合停电机会转入离线状态进行处理。有时，这样的往复过程会不止一次，直到对故障做出最终的诊断结论并得到处理为止。(www.xing528.com)

（4）采用多级故障与故障类先兆的概念，解决故障的诱发和依从性问题。某些变压器故障与故障之间存在依从性，即某一故障可能是被某个故障诱发而生，而它本身又可能诱发出另一个故障。对这些故障发生、发展规律的物理描述，仅依赖于先兆组合或故障与先兆组合之间的关系是不够的，还必须研究故障与故障之间的关系。为解决这一问题，本系统提出多级故障与故障类先兆的概念，并将其融入到推理与诊断的过程之中，使其得到解决。

（5）提出事故类先兆的概念，解决因外界原因导致变压器故障的诊断问题。变压器运行中有时会因外界原因导致故障的发生。例如，当系统发生短路事故时，大的短路电流将穿越变压器绕组，短路电流与绕组的漏磁通相互作用，产生很大的电磁力，导致绕组失稳、变形、焊点受力拉断等故障的发生，同时巨大的短路电流引起的过热，也可能导致绕组固体绝缘损坏故障的发生。虽然这些故障不是由变压器本身的缺陷引起的，但却可能给变压器带来很大的危害。为此，本系统提出事故类先兆的概念，并将其作为原发性先兆触发推理机运行，以便及早发现被诱发故障，并及时进行处理。

（6）解决故障的并发性问题。变压器有时会出现两种或多种故障同时并发的情况，即变压器故障具有并发性。如上例，当系统发生短路事故后，可能导致绕组失稳、变形、焊点受力拉断、或绝缘损坏等故障其中的某两个或更多个故障同时发生。这种情况下很容易发生漏判。为此，本系统利用知识规则、算法或通过专家建议来实现对并发性故障的正确诊断。